Schaltungsanordnung

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit wenigstens einem Eingangsstromrichter, der an wenigstens eine Sekundärwicklung eines Haupt-Transformators schaltbar ist und dem wenigstens ein Spannungszwischenkreis nachgeschaltet ist, wobei im Spannungszwischenkreis wenigstens ein Zwischenkreiskondensator angeordnet ist. Dadurch, daß vor dem Zuschalten wenigstens einer Primärwicklung des Haupt-Transformators an ein Versorgungsnetz der Zwischenkreiskondensator durch ein Hilfsnetz aufladbar ist, das eine gegenüber dem zuschaltbaren Versorgungsnetz geringere Kurzschlußleistung aufweist, wobei das Hilfsnetz über wenigstens eine Hilfswicklung mit wenigstens einer Sekundärwicklung gekoppelt ist, erhält man eine einfacher aufgebaute, wartungsärmere und damit zuverlässigere Schaltungsanordnung.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit wenigstens einem Eingangsstromrichter, der an wenigstens eine Sekundärwicklung eines Haupt-Transformators schaltbar ist und dem wenigstens ein Spannungszwischenkreis nachgeschaltet ist, wobei im Spannungszwischenkreis wenigstens ein Zwischenkreiskondensator angeordnet ist.

[0002] Derartige Schaltungsanordnungen sind durch den Aufsatz "Güterzuglokomotive Baureihe 152 der Deutschen Bahn" in "eb - Elektrische Bahnen" bekannt. Bei den bekannten Schaltungsanordnungen werden die Eingangsstromrichter und ihre nachgeschalteten Spannungszwischenkreise direkt oder indirekt über Drosseln bzw. Transformatoren an eine Netzspannung geschaltet. Aufgrund der Induktivitäten der vorgeschalteten Drosseln bzw. Transformatorwicklungen entstehen Überspannungen am Zwischenkreiskondensator. Um dies zu verhindern, wird bei dieser Schaltungsanordnung durch zuschaltbare Vorwiderstände der Ladestrom und damit die Überspannung begrenzt. Hierfür sind zumindest zwischen wenigstens einer der Sekundär-Teilwicklungen und den Eingangsstromrichtern zusätzliche Schaltelemente, wie z. B. Vorladeschütze und Überbrückungsschalter, sowie Vorladewiderstände angeordnet.

[0003] Die relativ hohe Anzahl an Schaltelementen, die hierfür benötigt werden, verursachen einen erhöhten Wartungsaufwand, wobei die Spannungen, welchen die Schaltelemente ausgesetzt sind, relativ kurze Wartungsintervalle erforderlich machen.

[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfacher aufgebaut ist und einen geringeren Wartungsaufwand erfordert.

[0005] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.

[0006] Die Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 umfaßt wenigstens einen Eingangsstromrichter, der an wenigstens eine Sekundärwicklung eines Haupt-Transformators schaltbar ist und dem wenigstens ein Spannungszwischenkreis nachgeschaltet ist, wobei im Spannungszwischenkreis wenigstens ein Zwischenkreiskondensator angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist vor dem Zuschalten wenigstens einer Primärwicklung des Haupt-Transformators an ein Versorgungsnetz der Zwischenkreiskondensator durch ein Hilfsnetz aufladbar, das eine gegenüber dem zuschaltbaren Versorgungsnetz geringere Kurzschlußleistung aufweist, wobei das Hilfsnetz über wenigstens eine Hilfswicklung mit wenigstens einer Sekundärwicklung induktiv gekoppelt ist.

[0007] Aufgrund der geringeren Kurzschlußleistung des Hilfsnetzes kann bei bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordung für alle Sekundärwicklungen der Vorladewiderstand entfallen. Die Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 1 benötigt also weniger Bauteile und ist damit gegenüber den bekannten Schaltungsanordnungen einfacher aufgebaut.

[0008] Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist der Zwischenkreiskondensator nicht aus dem zuzuschaltenden Versorgungsnetz, sondern über ein Hilfsnetz aufladbar. Damit wird auf der Sekundärseite des Haupt-Transformators kein hochspannungsfestes Vorladeschütz benötigt. Das bei der Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 auf der Sekundärseite des Haupt-Transformators angeordnete Schaltgerät muß im allgemeinen nur für Niederspannungen ausgelegt sein. Aufgrund des einfacheren Aufbaus erfordert die Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 1 einen geringeren Wartungsaufwand und weist darüber hinaus eine erhöhte Zuverlässigkeit auf.

[0009] Besonders vorteilhaft sind Schaltungsanordnungen gemäß den Ansprüchen 3 und 4, da in diesen Fällen das Zuschalten des Hilfsnetzes stromlos erfolgen kann.

[0010] Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

FIG 1

eine Prinzipdarstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,

FIG 2

eine erste Ausführungsform eines Hilfsnetzes,

FIG 3

eine zweite Ausführungsform eines Hilfsnetzes,

FIG 4

eine dritte Ausführungsform eines Hilfsnetzes.

[0011] In FIG 1 ist mit 1 ein Haupt-Transformator bezeichnet, der eine Primärwicklung 2 und 3, Sekundärwicklungen 3, 4 und 5 aufweist.

[0012] An die Sekundärwicklungen 3 bis 5 ist durch Schließen von Überbrückungsschaltern 6, 7 und 8 ein Eingangsstromrichter 9 der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung an die Sekundärwicklungen 3 bis 5 schaltbar.

[0013] Bei dem in FIG 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist dem Eingangsstromrichter 9 ein Spannungszwischenkreis 10 nachgeschaltet. Im Spannungszwischenkreis 10 ist ein Zwischenkreiskondensator 11 angeordnet.

[0014] Die Primärwicklung 2 des Haupt-Transformators 1 kann durch Schließen eines Leistungsschalters 12 an ein Versorgungsnetz 13 geschaltet werden.

[0015] Erfindungsgemäß ist vor dem Zuschalten der Primärwicklung 2 des Haupt-Transformators 1 an das Versorgungsnetz 13 der Zwischenkreiskondensator 11 durch ein Hilfsnetz 14 aufladbar. Das Hilfsnetz 14 weist eine gegenüber dem zuschaltbaren Versorgungsnetz 13 geringere Kurzschlußleistung auf und ist im gezeigten Ausführungsbeispiel über seine Anschlußklemmen A und B durch Schießen eines Schaltgerätes 20 (Schütz) an eine Hilfswicklung 15 schaltbar. Zwischen den Anschlußklemmen A und B des Hilfsnetzes 14 liegt dann eine Hilfsspannung u_H(t) an. Die Hilfswicklung 15 ist mit der Sekundärwicklung 5 des Haupt-Transformators 1 induktiv gekoppelt.

[0016] Das Hilfsnetz 14 (in den FIG 2 bis 4 strichpunktiert gekennzeichnet) kann beispielsweise von einem weiteren Netz 16 (FIG 2) oder durch wenigstens einen Wechselrichter, vorzugsweise einen Vierquadrantensteller 17 (FIG 3), und/oder wenigstens einen Hochsetzsteller 18 (FIG 4) gebildet werden.

[0017] Der in FIG 3 dargestellte Vierquadrantensteller 17 umfaßt nicht näher bezeichnete GTO-Thyristoren, die in an sich bekannter Weise in Reihe geschaltet sind und zu denen Dioden antiparallel angeordnet sind. Der Vierquadrantensteller 17 kann im Rahmen der Erfindung von einer beliebigen Spannungsquelle 19 (Batterie, Dieselgenerator usw.) gespeist werden.

[0018] Bei dem in FIG 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Hilfsnetz 14 von dem in FIG 3 gezeigten Vierquadrantensteller 17 und vom Hochsetzsteller 18 gebildet sowie von einer Batterie 21 gespeist.

[0019] Durch die Verwendung der in den FIG 2 bis 4 dargestellten Hilfsnetze, die gegenüber dem zuschaltbaren Versorgungsnetz 13 eine geringere Kurzschlußleistung aufweisen, kann bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, für die in FIG 1 ein Ausführungsbeispiel gezeigt ist, bei allen Sekundärwicklungen 3 bis 5 der Vorladewiderstand entfallen. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung benötigt also weniger Bauteile und ist damit gegenüber den bekannten Schaltungsanordnungen einfacher aufgebaut. Weiterhin wird auf der Sekundärseite des Haupt-Transformators 1 kein hochspannungsfestes Vorladeschütz benötigt. Das auf der Sekundärseite des Haupt-Transformators 1 angeordnete Schaltgerät muß im allgemeinen nur für Niederspannungen ausgelegt sein.

Ansprüche

1. Schaltungsanordnung mit wenigstens einem Eingangsstromrichter, der an wenigstens eine Sekundärwicklung eines Haupt-Transformators schaltbar ist und dem wenigstens ein Spannungszwischenkreis nachgeschaltet ist, wobei im Spannungszwischenkreis wenigstens ein Zwischenkreiskondensator angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß vor dem Zuschalten wenigstens einer Primärwicklung des Haupt-Transformators an ein Versorgungsnetz der Zwischenkreiskondensator durch ein Hilfsnetz aufladbar ist, das eine gegenüber dem zuschaltbaren Versorgungsnetz geringere Kurzschlußleistung aufweist, wobei das Hilfsnetz über wenigstens eine Hilfswicklung mit wenigstens einer Sekundärwicklung induktiv gekoppelt ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Hilfsnetz von einem weiteren Netz gebildet wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Hilfsnetz durch wenigstens einen Wechselrichter, vorzugsweise einen Vierquadrantensteller, und/oder wenigstens einen Hochsetzsteller gebildet wird.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein Wechselrichter bzw. wenigstens ein Hochsetzsteller aus wenigstens einer Batterie versorgt wird.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einem Haupt-Transformator mit Hilfsbetriebewicklung dessen Hilfsbetriebewicklung als Hilfswicklung verwendet wird.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein Wechselrichter bzw. wenigstens ein Hochsetzsteller aus Bauelementen einer Hilfsbetriebe-Schaltung gebildet wird.

Zeichnung